EP0045074B1 - Vorrichtung zur Messung des Übergangswiderstandes galvanisch aufgetragener Oberflächenschichten - Google Patents

Vorrichtung zur Messung des Übergangswiderstandes galvanisch aufgetragener Oberflächenschichten Download PDF

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EP0045074B1
EP0045074B1 EP81105880A EP81105880A EP0045074B1 EP 0045074 B1 EP0045074 B1 EP 0045074B1 EP 81105880 A EP81105880 A EP 81105880A EP 81105880 A EP81105880 A EP 81105880A EP 0045074 B1 EP0045074 B1 EP 0045074B1
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EP
European Patent Office
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wire
another
pieces
wire pieces
contact resistance
Prior art date
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Expired
Application number
EP81105880A
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English (en)
French (fr)
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EP0045074A1 (de
Inventor
Didier Boone
Rolf Ing.Grad. Cousin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/20Measuring earth resistance; Measuring contact resistance, e.g. of earth connections, e.g. plates
    • G01R27/205Measuring contact resistance of connections, e.g. of earth connections

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is known, for example, from “Japanese Journal of Applied Physics,” Volume 13, No. 12, Dec. '74, pages 1996 to 2003, in particular FIG. 7 and the associated text.
  • This device uses two crosswise arranged pieces of wire, which are coated with the corresponding galvanically applied surface layers. With the help of an electromagnet, the wire pieces connected to a voltage source are pressed against one another in a defined manner and then the voltage drop occurring between the wire pieces and the current flowing over the wire pieces are measured. The contact resistance can then be determined from this data.
  • the object of the present invention is now to provide a device of the type mentioned at the outset, with which the contact resistance between galvanically coated surfaces can be measured in a simple manner and with practically any accuracy.
  • this object is achieved by designing such a device in accordance with the characterizing features of claim 1.
  • a further embodiment of the invention results from the feature of claim 2.
  • This body 2 has, in the axial direction, distributed over its circumference in pairs, corresponding recesses 3 for inserting wire pieces 4, which are oval to slot-shaped in the axial direction.
  • the recesses 3 for the wire pieces 4 are arranged offset in the circumferential direction by 90 ° with respect to one another.
  • the center points are each offset by 90 ° from one another in the axial direction of successive pairs of recesses by the thickness of the wire pieces 4 in the direction of the axis 5.
  • wire pieces 4 are inserted into all corresponding pairs of recesses, the wire pieces 4 are thereby stacked crosswise one above the other, the wire pieces touching each other without tension and the points of contact of the wire pieces 4 being in the axis 5 of the hollow cylindrical body 2.
  • the lowest wire 42 is supported in its center to prevent the wires from bending.
  • the wire pieces 4 stuck in the body 2 are loaded with the aid of a piston-like weight 6 which is inserted into the body 2 from above.
  • the pressure exerted by the weight is to be chosen so large that there is good contact between the wire pieces 4, but there is still no deformation of the wire pieces 4 at the points of contact. It is advantageous to choose the size of the pressure so that a further increase only results in a negligible change in the total resistance.
  • lines 8 are connected to the uppermost and lowermost pieces of wire (41 or 42), which are connected to a voltage source 9 via a measuring instrument 10, the total resistance of the arrangement can be measured.
  • This essentially consists of the line resistance of twice half the length of the wire piece and the contact resistance of all n points of contact of the wire pieces.
  • the resistance which is composed of the parallel connection of the resistance of the base material of the wire pieces and the surface resistance of the galvanic coating of the wire pieces, is negligible.
  • the individual contact resistance between two galvanic layers can easily be calculated from the total resistance, since the line resistance is known. If this is subtracted from the total resistance, the contact resistance is obtained by dividing the value obtained by the number n of contact points between two pieces of wire 4.
  • the contact resistance between the lines 8 and the wire pieces 41, 42 connected to them can be eliminated by suitable connection methods. Because a large number of contact points are provided, the contact resistance can be determined with sufficient accuracy using a relatively simple measuring method. This accuracy can, moreover, be managed as high as desired by increasing the number of pieces of wire used. There is also the possibility of carrying out the measurement under the most varied of measurement conditions, so that influences such as. B. of temperature, the structure of the galvanic Layer, time and humidity, etc. can be examined independently.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus « Japanese Journal of applied Physics •, Band 13, Nr. 12, Dez. '74, Seiten 1996 bis 2003, insbesondere Fig. 7 und zugehörigem Text bekannt. Diese Vorrichtung verwendet zwei kreuzweise angeordnete Drahtstücke, die mit den entsprechenden galvanisch aufgetragenen Oberflächenschichten überzogen sind. Mit Hilfe eines Elektromagneten werden die an eine Spannungsquelle angeschlossenen Drahtstücke definiert gegeneinander gepreßt und dann der zwischen den Drahtstücken auftretende Spannungsabfall sowie der über die Drahtstücke fließende Strom gemessen. Aus diesen Daten kann dann der Übergangswiderstand ermittelt werden.
  • Die Übergangswiderstände zwischen galvanisch beschichteten Oberflächen sind jedoch relativ sehr klein und zudem starken Schwankungen unterworfen, so daß auf diese Weise nur mit relativ großem Aufwand brauchbare Ergebnisse erzielt werden können.
  • Aus « Journal of Physics E scientific Instruments •, Band 10, Nr. 4, April '77, Seiten 330 bis 332, ist es im Zusammenhang mit der Messung sehr kleiner Widerstände bekannt, mehrere jeweils kleine Widerstandswerte repräsentierende Elemente in Serie zu schalten, um damit zu. meßbaren Werten zu gelangen.
  • Aufgabe vorliegender Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der auf einfache Weise und mit praktisch beliebiger Genauigkeit der Übergangswiderstand zwischen galvanisch beschichteten Oberflächen gemessen werden kann.
  • Erfindungsgemäß ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe durch die Ausbildung einer solchen Vorrichtung entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Merkmal des Anspruches 2.
  • Nachfolgend wird anhand von zwei Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung noch näher erläutert. Dabei zeigen :
    • Figur 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung und
    • Figur 2 eine Ansicht von oben auf die Vorrichtung.
  • Auf einer Grundplatte 1 aus Isoliermaterial ist ein hohlzylindrischer Körper 2 aus Isolierstoff, insbesondere aus Keramik, mit rechtwinklig zur Platte 1 gerichteter Achse 5 befestigt. Dieser Körper 2 weist in Achsrichtung über seinen Umfang verteilt, paarweise korrespondierende Ausnehmungen 3 zum Durchstecken von Drahtstücken 4 auf, die in Achsrichtung oval bis schlitzförmig ausgebildet sind. Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, sind die Ausnehmungen 3 für die Drahtstücke 4 in Umfangsrichtung um 90° gegeneinander versetzt angeordnet. Außerdem sind die Mittelpunkte jeweils um 90° gegeneinander versetzter in Achsrichtung aufeinanderfolgender Paare von Ausnehmungen um die Stärke der Drahtstücke 4 in Richtung der Achse 5 gegeneinander versetzt.
  • Werden in sämtliche korrespondierende Paare von Ausnehmungen 3 Drahtstücke 4 gesteckt, so sind dadurch die Drahtstücke 4 kreuzweise übereinander geschichtet, wobei sich die Drahtstücke spannungsfrei berühren und die Berührungspunkte der Drahtstücke 4 sich in der Achse 5 des hohlzylindrischen Körpers 2 befinden. Der unterste Draht 42 ist in seiner Mitte abgestützt um ein Durchbiegen der Drähte zu verhindern. Die im Körper 2 steckenden Drahtstücke 4 werden mit Hilfe eines kolbenartigen Gewichtes 6 belastet, das von oben her in den Körper 2 eingeführt wird. Der von dem Gewicht ausgeübte Druck ist hierbei so groß zu wählen, daß ein guter Kontakt zwischen den Drahtstücken 4 entsteht, aber noch keine Deformation der Drahtstücke 4 an den Berührungspunkten erfolgt. Dabei ist vorteilhaft, die Größe des Druckes so zu wählen, daß eine weitere Steigerung nur noch eine vernachlässigbare Veränderung des Gesamtwiderstandes ergibt. Werden nun mit Hilfe von Klemmen 7 Leitungen 8 an dem obersten und untersten Drahtstück (41 bzw. 42) angeschlossen, die über ein Meß-Instrument 10 mit einer Spannungsquelle 9 verbunden sind, so kann der Gesamtwiderstand der Anordnung gemessen werden. Dieser setzt sich im wesentlichen aus dem Leitungswiderstand von zweimal der halben Drahtstücklänge sowie aus dem Übergangswiderstand von sämtlichen n Berührungspunkten der Drahtstücke zusammen. Demgegenüber ist der Widerstand, der sich aus der Parallelschaltung des Widerstandes des Grundmaterials der Drahtstücke und des Oberflächenwiderstandes der galvanischen Beschichtung der Drahtstücke zusammensetzt, vernachlässigbar klein.
  • Aus dem Gesamtwiderstand kann der Einzel- Übergangswiderstand zwischen zwei galvanischen Schichten leicht berechnet werden, da der Leitungswiderstand bekannt ist. Wird dieser vom Gesamtwiderstand abgezogen, erhält man den Übergangswiderstand durch Dividieren des erhaltenen Wertes durch die Anzahl n der Kontaktpunkte zwischen jeweils zwei Drahtstücken 4.
  • Der Übergangswiderstand zwischen den Leitungen 8 und den mit diesen verbundenen Drahtstücken 41, 42 kann durch geeignete Anschlußmethoden eliminiert werden. Dadurch, daß eine Vielzahl von Kontaktpunkten vorgesehen wird, kann mit einer relativ einfachen Meßmethode der Übergangswiderstand ausreichend genau ermittelt werden. Diese Genauigkeit kann im übrigen durch eine Erhöhung der Anzahl der verwendeten Drahtstücke so hoch, wie gewünscht, gewält werden. Ferner besteht die Möglichkeit, die Messung bei den unterschiedlichsten Meßbedingungen auszuführen, so daß Einflüße wie z. B. von Temperatur, vom Aufbau der galvanischen Schicht, von Zeit und Luftfeuchtigkeit usw. unabhängig voneinander untersucht werden können.
    Figure imgb0001

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Messung des Übergangswiderstandes zwischen galvanisch aufgetragenen Oberflächenschichten, bei der mit einer derartigen galvanischen Schicht versehene Drahtstücke (4) kreuzweise übereinander geschichtet und mit einem definierten Druck aneinandergepreßt sind und bei der dann zwischen dem obersten und untersten Drahtstück (41 bzw. 42) der auftretende Widerstand gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtstücke (4) durch paarweise korrespondierende Ausnehmungen (3) eines hohlzylindrischen Körpers (2) aus Isolierstoff gesteckt sind, daß die Ausnehmungen (3) längs der Körpers (2) und über seinen Umfang hinweg zueinander derart versetzt vorgesehen sind, daß die Drahtstücke jeweils durch die Achse (5) des hohlzylindrischen Körpers (2) gehen und kreuzweise übereinander liegen, und daß schließlich die im Körper (2) steckenden Drahtstücke (4) mit Hilfe eines kolbenartigen Gewichtes (6) belastet sind, das von oben her in den Körper (2) eingeführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (3) in Achsrichtung des Körpers (2) oval bis schlitzförmig ausgebildet sind.
EP81105880A 1980-07-28 1981-07-24 Vorrichtung zur Messung des Übergangswiderstandes galvanisch aufgetragener Oberflächenschichten Expired EP0045074B1 (de)

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DE3028535A DE3028535C2 (de) 1980-07-28 1980-07-28 Verfahren zur Messung des Übergangswiderstandes galvanischer Oberflächenschichten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE3028535 1980-07-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0045074A1 EP0045074A1 (de) 1982-02-03
EP0045074B1 true EP0045074B1 (de) 1985-01-09

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